Датчики температури

Датчики температури – це електронні пристрої, призначені для вимірювання температури різних середовищ: повітря, рідин, твердих тіл. Вони перетворюють фізичну величину (температуру) в електричний сигнал, який може бути оброблений та відображений на приладах, контролерах або комп'ютерах.

Принцип роботи

Датчики температури функціонують на основі зміни фізичних властивостей матеріалу при зміні температури. Найпоширеніші принципи роботи:

• Зміна електричного опору: При підвищенні температури опір деяких матеріалів збільшується (терморезистори), а інших – зменшується (термістори).
• Термоелектричний ефект: При сполученні двох різних металів виникає електрична напруга, величина якої залежить від різниці температур між сполученнями (термопари).
• Зміна напівпровідникових властивостей: У напівпровідниках змінюється концентрація носіїв заряду при зміні температури, що призводить до зміни їх електричних властивостей.

Види датчиків температури

Існує велика різноманітність датчиків температури, кожен з яких має свої переваги та недоліки, і підходить для певних умов застосування. Найпоширеніші типи:

• Терморезистори (RTD): Виготовляються з платини, міді або нікелю. Відрізняються високою точністю, стабільністю та широким діапазоном вимірювань.
• Термістори: Мають високу чутливість, компактні розміри та низьку вартість.
• Термопари: Можуть вимірювати дуже високі температури, але мають меншу точність, ніж терморезистори.
• Напівпровідникові датчики: Компактні, мають високу чутливість і швидкість відгуку, але їх характеристики залежать від температури навколишнього середовища.
• Оптичні датчики: Використовуються для безконтактного вимірювання температури, наприклад, інфрачервоні пірометри.

Застосування

Датчики температури широко застосовуються в різних галузях:

• Промисловість: Контроль температури в технологічних процесах, охолодження обладнання, терморегулювання.
• Автомобільна промисловість: Контроль температури двигуна, охолоджуючої рідини, салону.
• Медицина: Вимірювання температури тіла, контроль температури в медичному обладнанні.
• По побуту: Термостати, холодильники, духовки, кондиціонери.
• Метеорологія: Вимірювання температури повітря, грунту.

Основні характеристики датчиків температури

• Діапазон вимірювань: Від низьких температур (рідкий азот) до дуже високих (розплавлений метал).
• Точність: Визначає похибку вимірювання.
• Чутливість: Показує, наскільки змінюється вихідний сигнал датчика при зміні температури.
• Швидкість відгуку: Час, за який датчик реагує на зміну температури.
• Лінійність: Характеризує залежність вихідного сигналу від температури.
• Стабільність: Здатність датчика зберігати свої характеристики з часом.

Вибір датчика температури залежить від конкретних умов застосування і вимагає врахування таких факторів:

• Діапазон вимірюваних температур
• Необхідна точність вимірювань
• Швидкість відгуку
• Робоче середовище (температура, тиск, вологість)
• Вартість